Конденсаторы — это элементы электрической цепи, в которых накапливаются электрические заряды. Это устройства для хранения энергии, использующие заряд в качестве механизма хранения.
Обычный конденсатор с зарядом +Q на одной пластине, −Q на другой и напряжением U между ними имеет запасенную энергию, равную 1/2QU.
Почти во всех конденсаторах между пластинами используется диэлектрический материал, оптимизирующий распределение заряда.
Диэлектрические конденсаторы могут обеспечивать удельную мощность во много раз более 1кВт/кг и иметь очень длительный срок службы, в то время как батареи обеспечивают менее 0,2кВт/кг и имеют меньшее количество циклов (обычно 100–1000).
Однако диэлектрические конденсаторы имеют плотность энергии менее 1Втч/кг, тогда как батареи могут обеспечить более 100 Втч/кг.
Таким образом, применение диэлектрических конденсаторов явно ограничено конкретными задачами, требующими большой мощности при высоких напряжениях в течение очень коротких промежутков времени (например, для лазеров). Сверхпроводящие индуктивные системы имеют аналогичные ограничения.
Суперконденсаторы (ультраконденсаторы, scaps, скапы, ионисторы) - электрохимические конденсаторы, емкость которых в 500 000 раз больше, чем у обычных конденсаторов, могут обеспечить выходную мощность более 1 кВт/кг в сочетании с удельной энергией более 5 Вт·ч/кг и высокой цикличностью в тысячи циклов перезарядки.
Ионисторы, также известные как ультраконденсаторы или электрохимические двухслойные конденсаторы, состоят из углерода или других материалов с большой площадью поверхности в качестве проводника и электролита.
В отличие от аккумуляторов, суперконденсаторы должны быть связаны с системой электропитания. Их можно использовать в качестве буферов энергии, чтобы свести к минимуму ограничения энергоснабжения.
В сочетании с батареями они могут снизить пиковую потребляемую мощность, продлить срок службы батареи и уменьшить энергопотребление (или размер) батареи.
Аккумуляторы обеспечивают энергию, а аккумуляторы обеспечивают необходимую мгновенную мощность. В зависимости от конфигурации скап-системы могут использоваться как в качестве источника энергии, так и в качестве буфера, либо применяться в качестве выравнивателя нагрузки для лифтов.
Применение суперконденсаторов
Суперконденсаторы работают в фотоэлектрических системах или стационарных промышленных энергетических установках, в качестве малообслуживаемой полупроводниковой альтернативы батареям для кратковременного шунтирования в системах ИБП или для буферизации пиковой нагрузки для повышения эффективности и уменьшения размера и стоимости стационарных систем.
Ожидается, что по мере снижения материальных затрат недорогие блоки станут стандартным вариантом систем накопления энергии для рынков бытовой электроники, промышленности и транспорта.
Устройства накопления энергии: Самые распространенные типы накопителей энергии
